基于Simplex算法的LCC-LCC+FBMMC 串联型混合直流输电系统的参数优化方法

doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2018.02.012

电力建设 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (2): 95-.doi: 10.3969/j.issn.1000-7229.2018.02.012

基于Simplex算法的LCC-LCC+FBMMC 串联型混合直流输电系统的参数优化方法

赵剑1，刘炜1，郭春义1，陆翌2,裘鹏2，宣佳卓2，李继红2

（1.新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学），北京市 102206；
2.国网浙江省电力公司电力科学研究院，杭州市 310014）

出版日期:2018-02-01
作者简介:赵剑（1993），男，硕士研究生，主要研究方向为高压直流输电和柔性直流输电技术；刘炜（1991），男，博士研究生，主要研究方向为直流输电技术；郭春义（1984），男，博士，副教授，主要研究方向为直流输电、FACTS等；陆翌（1985），男，高级工程师，主要研究方向为高压直流输电和柔性直流输电技术；裘鹏（1985），男，高级工程师，主要研究方向为高压直流输电和柔性直流输电技术；宣佳卓（1986），男，工程师，主要从事直流输电控制保护试验方面的研究工作；李继红（1964），男，硕士，教授级高级工程师，主要研究方向为电网调度运行、电力系统运行与分析。
基金资助:
中央高校基本科研业务专项资金（2017XS17）；国网浙江省电力公司科技项目（5211ZS1500GB）

Parameter Optimization Method Based on Simplex Algorithm for LCC-LCC+FBMMC Series Based Hybrid HVDC System

ZHAO Jian1, LIU Wei1,GUO Chunyi1,LU Yi2, QIU Peng2, XUAN Jiazhuo2，LI Jihong2

（1.State Key Laboratory for Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources （North China Electric Power University）, Beijing 102206, China；2. Electric Power Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co., Ltd., Hangzhou 310014,China）

Online:2018-02-01
Supported by:
Project supported by Foundation Research Funds for the Central Universities（2017XS17）

摘要/Abstract

摘要： 摘要：整流侧采用电网换相换流器（line commutated converter, LCC），逆变侧采用LCC与全桥型模块化多电平换流器（full bridge submodule based modular multilevel converter, FBMMC）串联的混合型直流输电系统，具有直流故障穿越、换相失败抑制及潮流灵活反转等技术优势，是一种适于未来远距离大容量架空线输电场合的混合直流输电拓扑结构。控制器参数的合理优化选取是保证系统优良运行性能的前提条件。首先建立了LCC-LCC+FBMMC串联型混合直流输电系统的数学模型，在此基础上提出了一种基于Simplex算法的参数优化方法，构造了基于控制信号偏差的目标函数对该混合系统整流侧和逆变侧控制器的参数进行优化。最后，在PSCAD/EMTDC仿真环境下搭建了LCC-LCC+FBMMC串联型混合直流输电系统仿真模型，针对有功功率阶跃、潮流反转、交流侧三相接地短路故障和直流侧接地故障4种不同工况，仿真验证了所提优化方法的有效性。结果表明基于所提优化方法得到的控制器参数，可以有效改善LCC-LCC+FBMMC串联型混合直流输电系统在不同工况下稳态和暂态运行特性。

关键词: , 关键词：混合直流输电系统, 电网换相换流器（LCC）, 模块化多电平换流器（MMC）, Simplex算法, 参数优化 ,

Abstract: ABSTRACT： A LCC-LCC+FBMMC series based hybrid HVDC system, for which the rectifier side adopts the line commutated converter （LCC）,and the inverter side is composed by LCC in series with the full bridge sub module modular multilevel converter （FBMMC）, with the technical advantages of DC fault ride-through, mitigating commutation failure, and power flexible reversal capability and so on, is a kind of hybrid dc transmission topology suitable for future long-distance high-capacity overhead transmission. Reasonable and effective selection of controller parameters is a prerequisite for ensuring good performance of the system. This paper first establishes the mathematical model of LCC-LCC+FBMMC series based hybrid HVDC system；on this basis, proposes a controller parameter optimization method based on Simplex algorithm, and constructs an objective function based on the deviation of controller input signal to optimize the controller parameters both on the rectifier and inverter sides. Finally, an EMT model of LCC-LCC+FBMMC series based hybrid HVDC system is established in PSCAD/EMTDC, and tested under four different conditions, including active power step-change, power reversal, three-phase short-circuit fault and DC ground fault. The simulation results prove the effectiveness of the proposed optimization method, which show that the controller parameters based on the proposed optimization method can improve both the steady and transient performance of LCC-LCC+FBMMC system in different operating conditions.

Key words: KEYWORDS： hybrid HVDC system, line commutated converter, modular multilevel converter, Simplex algorithm, parameter optimization

中图分类号:

TM 744

赵剑，刘炜，郭春义，陆翌,裘鹏，宣佳卓，李继红. 基于Simplex算法的LCC-LCC+FBMMC 串联型混合直流输电系统的参数优化方法[J]. 电力建设, 2018, 39(2): 95-.

ZHAO Jian, LIU Wei,GUO Chunyi,LU Yi, QIU Peng, XUAN Jiazhuo，LI Jihong. Parameter Optimization Method Based on Simplex Algorithm for LCC-LCC+FBMMC Series Based Hybrid HVDC System [J]. Electric Power Construction, 2018, 39(2): 95-.

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基于Simplex算法的LCC-LCC+FBMMC 串联型混合直流输电系统的参数优化方法

Parameter Optimization Method Based on Simplex Algorithm for LCC-LCC+FBMMC Series Based Hybrid HVDC System

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